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(整理版)新能源开发之麻风树问题6.docx
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2021-10-02
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新能源开发问题
摘要
本文通过对题目及所给数据的分析,并调查了一些资料,解决了对麻疯树
施以硼肥后的枝径、枝长和产量变化的定量预测。
对于问题一,首先我们使用了 MATLAB 软件,对施肥前后麻疯树基本的枝
径、枝长量变化进行了对比分析,得到的结论是施硼肥对麻疯树的枝径和枝长
在一定的范围内有抑制作用,对生殖次数、枝数与起源数等无明显影响。然后
我们进行具体详细的分析,通过枝径、枝长和其他变量的逐一拟合,找出与枝
径、枝长有较好的联系的变量,通过 spss 的拟合做出方程。最后通过施肥前后
方程的组合,得到了表达枝径、枝长增长量的具体数量表达式:施肥后枝径增
长量:
( 表示该株麻疯树的平均枝长);
施肥后枝长增量:
( 表示该株麻疯树的平均枝径)。
对于问题二,总体思路和问题一类似,分为两步:第一步是根据已有数据 ,
先用 MATLAB 进行粗略的比较,得到了定性的施肥对产量的影响,即施硼肥能
够明显促进麻疯树产量的增加;第二步是寻找能够表达麻疯树产量变化的另一
变量,再通过施肥前后的产量变化,求出具体的产量增量表达式,由于没有寻
找到这一变量,我们便直接使用了麻疯树施肥前后的产量变化,并进行拟合得
到方程,再将此方程两边同时减去未施肥的麻疯树产量,最终得到了比较好的
产量 (即施肥前后麻疯树果实总量的增量)定量表达方程式:
1
( 为未施肥时的平均每株麻疯树的果实
总量)。
最终我们对建立的模型进行了评价,发现了一些不足有待进一步改进。
关键词: spss 拟合 间接变量 变量差值
1.问题重述
【背景】能源和环境问题是目前人类社会发展所面临的巨大挑战,包括生
物柴油在内的生物质液体燃料发展,受到了世界主要石油进口国的高度重视,
已成为世界各国国家能源战略资源的重要组成部分。开发生物柴油是我国石油
安全战略的重要组成部分,是实现能源、经济和生态效益的良性循环共同发展
的战略途径之一。麻疯树被公认为是目前最具开发潜力的生物柴油树种,在西
南地区具有资源优势和发展潜力,发展麻疯树生物柴油,具有不与农争地,不
与人争粮,不与口争油的战略优势,符合我国国情,已列入国家林木生物柴油
产业发展的重点。
麻疯树(Jatropha curcas L.)是一个多用途树种,其种子油是最有价值和
潜力的开发产品。麻疯树耐干旱瘠薄,能在并不适合农业生产的土地上生长,
其生态防护价值较大,除用于防火树(生物防火绿篱)、防护林外,还能被用
于退化土地的恢复树种。此外,麻疯树产品及其加工产品可用于制皂、饲料、
肥料、医药等行业,具有综合开发价值。世界各国、国际性组织和与企业都在
加快麻疯树生物柴油的研究与开发。我国也从 20 世纪 80 年代开始对麻疯树资
源培育及其生物柴油应用进行了研究与开发。
目前,四川已成为了全国规模最大的麻疯树资源分布地区,据最新调查统
2
计,麻疯树资源发展面积达 30 万亩以上,主要集中在四川省的攀西地区。但
目前麻疯树生物柴油产业化发展仍存在一些技术关键问题---稳产、高产问题。
麻疯树丰产栽培与资源高效培育尚未在生产中大面积应用,急需开展丰产栽培
技术试验与应用,尽快研究出高产和稳产的定向培育技术,满足大面积高产原
料培育的生产需要,推进麻疯树原料资源规范化、规模化培育,为生物柴油产
业化发展打好资源基础。
对麻疯树配方施肥试验的研究,是麻疯树果实(种子)产量高产、稳产问
题中一个重要的技术问题。
【问题】现以四川攀西地区的某地的硼肥喷施实验结果(见附表)为基础:
问题(1):利用个体构件调查表的数据,通过对施肥样地和未施肥样地
的数据的对比分析,请你判断对样地的施肥的效果有无明显的改善。若有改善
请给出施肥对枝长或者枝径增长值的定量数据结果。
问题(2):利用开花座果调查表的数据,分析施肥对麻疯树果实产量有
无明显的影响?若有,试建立相应的数学模型并给出定量的数据结果。
2.问题分析
2.1 问题一的分析:
问题一可以分为两个部分来考虑:1.利用个体构建调查表的数据,通过对
比施肥样地和未施肥样地的数据来判断施肥的效果如何;2.确定施肥对于枝长
和枝径增长值的定量数据。
对于第一部分,考虑到题目没有要求给出他们之间的定量关系,我们可以
分别求出施肥样地和未施肥样地上的各株麻疯树的枝数,枝径,枝长和生殖次
数的平均值,再进行比较分析。
对于第二部分,由于缺乏与枝径、枝长的变化所对应的施肥量的具体数据,
因此较难找到施肥量和枝径、枝长增长量之间的直接关系,所以我们只能间接
的寻找枝径、枝长变化量的具体数据表达式,通过间接的方程的组合得到直接
的增长量的表达式。
2.2 问题二的分析:
3
对于第二问,基本思路同问题一类似:首先需要分析施肥对麻疯树果实产
量的影响,我们可以从表格中得到施肥前后果实产量的数据变化,再进行分析
说明即可。其次便是要做出产量变化的具体数据表达式,以分析预测,我们的
思路是先对产量和其余变量之间的关系进行分析,检验能否得到间接的关系,
再通过这些间接关系的组合得到直接的具体产量变化表达式,如果不能,则需
要考虑直接的施肥前后的产量变化关系,并进行具体的数据分析。
3 基本假设
1. 施肥与未施肥的麻疯树之间是相互独立的,各麻疯树之间对于本题而言
没有互相影响
2.假设对于本题而言,麻疯树采摘的果实中皱果、圆果、黄果和干果均有
经济价值
3.假设同一方向上的阳光是对植物的光合作用影响相同。
4. 假设所给出的两表中的数据是准确的。
4.定义符号说明
——施肥样地上枝径与枝长的拟合曲线方程中的枝径
——施肥样地上枝径与枝长的拟合曲线方程中的枝长
——未施肥样地上枝径与枝长的拟合曲线方程中的枝径
——未施肥样地上枝径与枝长的拟合曲线方程中的枝长
4
——未施肥与施肥样地上枝径的差值
——未施肥与施肥样地上枝长的差值
——未施肥的样地总果实数
——施肥后的样地总果实数
—— 的反函数
—— 的反函数
—— 的反函数
——施肥与未施肥样地上的产量的差值
5.模型的建立与求解
5.1 问题一模型建立与求解
5.1.1 对施肥对麻疯树各项指标的定量影响的分析、建模、求解
利用 EXCEL 软件对两种培育方式下的各种指标之间的差异进行了统计分析,
并对各指标求平均值得到表一、表二。
未施肥样地
株
号
枝
数
起源
数
枝径平均
值
枝长平均
值
生殖次数
1 16 6 1.763 54.388 12
2 16 4 1.819 51.625 16
3 17 9 2.124 48.894 17
4 14 3 1.493 42.456 25
5 18 5 1.844 60 27
6 23 8 2.022 75.9 24
7 26 8 1.575 48 33
5
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